Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин



Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин
Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин

 


Владельцы патента RU 2557346:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации. В качестве оцениваемого параметра состояния рассматривают температуру в зоне контакта. Строят график зависимости температуры по времени и выделяют установившийся участок изменения температуры во времени. Определяют температуру, соответствующую началу и окончанию установившегося режима работы. С учетом найденной температуры, соответствующей началу и окончанию установившегося режима работы, по имеющемуся графику зависимости температуры по времени определяют точки на графике, соотносящиеся с началом и окончанием установившегося режима работы, проекция которых на временную ось идентифицирует длительность этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. Технический результат - повышение точности определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам изучения процесса работы поверхностей деталей машин.

Известен следующий аналог - способ определения момента окончания приработки, основанный на определении окончания этапа приработки контактирующих поверхностей электрически связанных с сигнальным устройством (лампа) и регистрирующим прибором (электрочасы). Образцы эксплуатируются в условиях обильной подачи нетокопроводящей смазывающей жидкости в зону контакта. Считается, что в начальный момент контакты поверхностей замкнуты, загорается лампа, включаются электрочасы. В момент окончания этапа приработки опорные контактирующие поверхности настолько возрастают, что исходное давление оказывается недостаточным, чтобы прорвать образовавшуюся масляную пленку, контакт между поверхностями нарушается и выключается регистрирующая аппаратура (лампа и электрочасы) [Авторское свидетельство СССР. №110825].

К недостаткам данного способа можно отнести недостаточную информативность (аналог позволяет определить лишь окончание этапа приработки поверхностей) и наличие нетокопроводящей смазывающей жидкости, оказывающей существенное влияние на текущие параметры электрической цепи (габаритные параметры пленки соизмеримы с габаритами микронеровности), что значительно снижает точность и достоверность полученных результатов, а также принципиальная невозможность использования в случаях контакта нетокопроводящих поверхностей.

Наиболее близким по технической сущности к способу определения длительности этапов работы циклически нагруженных поверхностей деталей машин является способ, суть которого заключается в том, что о длительности этапов эксплуатации контактирующих поверхностей судят по изменению параметра состояния контактирующих поверхностей, т.е. проводят регулярное взвешивание деталей и по изменению массы судят о длительности этапа работы [Ю.Г. Шнейдер. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. - Ленинград, Машиностроение, 1982 г. - стр. 136].

Недостатком наиболее близкого аналога, является недостаточная точность измерений и принципиальная невозможность его использования в случаях неразборных конструкций.

Технической задачей настоящего изобретения является определение длительности этапов эксплуатации контактирующих поверхностей в реальных условиях работы.

Сущность способа заключается в регистрации изменения параметра состояния контактирующих поверхностей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации, во времени и определении этапов эксплуатации: приработки, установившегося режима работы и катастрофического износа (фиг. 1), в реальных условиях. В качестве оцениваемого параметра состояния рассматривают температуру в зоне контакта, строят график зависимости температуры по времени, выделяют установившийся участок изменения температуры во времени, определяют температуру на этом участке и задаются допустимым отклонением температуры - 8, равным 0,025, определяют точки начала и окончания установившегося режима работы по температуре по зависимости:

где T(t) - температура в зоне контакта;

Т0 - значение температуры в зоне контакта на установившемся участке экспериментального графика изменения температуры по времени;

δ - допускаемое относительное изменение температуры, на практике принимается равным 0,025;

на график наносят точки начала и окончания установившегося режима работы поверхностей и получают длительность этапов эксплуатации поверхностей деталей машин.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен график зависимости износа от времени работы [И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. Основы расчетов на трение и износ. - Москва, Машиностроение, 1977 г. - стр. 274], на фиг. 2 график изменения температуры по времени.

Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин заключается в следующем: на контактную пару устанавливают термодатчики или измеряют температуру неконтактно, контактирующие поверхности нагружают в соответствии с режимом работы в реальных условиях, регистрируют изменение температуры в зоне контакта и по графику изменения температуры по времени судят о длительности этапов работы контактирующих поверхностей.

Примером реализации данного способа может послужить определение длительности этапов эксплуатации контактной пары, выполненной из полиамида. В зону контакта помещают термодатчики, после чего контактную пару нагружают в соответствии с реальными условиями эксплуатации, регистрируют изменение температуры в зоне контакта и получают зависимость изменения температуры в зоне контакта во времени (Фиг. 2). По графику изменения температуры во времени определяют установившийся участок изменения температуры и в соответствии с формулой (1), определяют температуру начала (t1) и окончания (t2) установившегося режима работы поверхностей и длительность этапов эксплуатации поверхностей деталей машин в реальных условиях. Значение температуры в зоне контакта на установившемся участке графика изменения температуры по времени составило Т0=38°C. Температура начала и окончания установившегося режима работы составила t1=t2=39°C. Отмечаем на графике изменения температуры значения t1=t2=39°C, из чего следует, что установившийся режим работы длился с 47 по 254 минуты работы поверхностей. Начало этапа приработки совпадает с началом работы контактирующих поверхностей, а окончание этапа приработки совпадает с началом этапа установившейся работы и соответствует достижению температуры t1=39°C, следовательно, этап приработки длился 47 минут. Начало этапа катастрофического износа соответствует окончанию установившегося режима работы поверхностей и достижению температуры t2=39°C, следовательно этап катастрофического износа начался с 254 минуты работы контактирующих поверхностей.

Таким образом, предложенный способ позволяет расширить возможности исследования взаимодействия контактирующих поверхностей деталей машин в реальных условиях эксплуатации, а также определить длительность этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин.

Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин, заключающийся в регистрации изменения параметра состояния контактирующих поверхностей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации, во времени и определении этапов эксплуатации: приработки, установившегося режима работы и катастрофического износа, в реальных условиях, отличающийся тем, что в качестве оцениваемого параметра состояния рассматривают температуру в зоне контакта, строят график зависимости температуры по времени, выделяют установившийся участок изменения температуры во времени, определяют температуру на этом участке и задаются допустимым отклонением температуры - δ, равным 0,025, определяют температуру, соответствующую началу и окончанию установившегося режима работы, по зависимости:
T(t)=δT0+T0,
где T(t) - температура в зоне контакта;
T0 - значение температуры в зоне контакта на установившемся участке экспериментального графика изменения температуры по времени;
δ - допускаемое относительное изменение температуры, на практике принимается равным 0,025;
с учетом найденной температуры, соответствующей началу и окончанию установившегося режима работы, по имеющемуся графику зависимости температуры по времени определяют точки на графике, соотносящиеся с началом и окончанием установившегося режима работы, проекция которых на временную ось идентифицирует длительность этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытаниям материалов на фреттинг-усталость. Способ испытания материалов на фреттинг-усталость заключается в том, что испытуемый цилиндрический образец, в виде стержня переменного сечения с напрессованной на него втулкой контробразца, располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний резьбовых соединений, и может быть использовано для исследований износа резьбовых соединений труб нефтяного сортамента при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов. Устройство для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов содержит раму (1) с прикрепленными к ней электродвигателем (2), на валу которого установлен сменный диск (3) с исследуемой поверхностью, и направляющей (4), на которой установлена подвижная тележка (5).

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию дорожных покрытий, и может применяться в соответствующих областях народного хозяйства.

Испытательный цилиндр и способ испытания сверхтвердого компонента. Испытательный цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, продолжающуюся от первого конца до второго конца.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано при испытании сверхтвердых компонентов на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано для испытания сверхтвердого компонента на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке.

Предусмотрены стачиваемый цилиндр и способ изготовления данного стачиваемого цилиндра. Стачиваемый цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, проходящую от первого конца ко второму концу.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к измерительным устройствам, и может быть использовано не только для исследования свойств материалов, но и точности исследования износа трущихся поверхностей.

Изобретение относится к технике механических испытаний материалов на стойкость к истиранию до разрушения и может быть использовано, в частности, для испытаний на ледовое истирание.

Способ включает закрепление на станине шпиндельной бабки со шпиндельным узлом, фиксирование сигналов от датчиков колебаний и направление их через усилительно-преобразующую аппаратуру в компьютер.

Изобретение относится к машиностроению, к испытаниям и стендам испытательным, в частности может быть использовано для испытания на износ пар трения вал-втулка, которые вращаются на определенный угол и воспринимают двухстороннюю радиальную нагрузку.

Изобретение предназначено для проведения диагностики упругой системы металлорежущих станков. Способ вибродиагностики упругой системы станка с применением генератора силового воздействия, входящего в систему «станок-приспособление-инструмент-деталь», заключающийся в том, что осуществляют на входе гармоническое, импульсное или случайное возбуждение в упругой системе станка и замеряют отклик системы на выходе, при этом для получения динамических характеристик возбуждают исследуемую конструкцию с помощью замеряемой динамической силы, отличающийся тем, что гармоническое и случайное возбуждение обеспечивают с помощью пьезокерамического контактного вибратора, а для создания импульсного силового воздействия применяют генератор, после чего сигналы подают на двухканальный спектроанализатор, в котором получают с помощью спектрального анализа сложных сигналов, основу которого составляет быстрое преобразование Фурье, частотные характеристики, а поступающие на входы анализатора аналоговые сигналы фильтруют, отбирают и преобразуют с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровую форму для получения серий цифровых данных - реализации, а по скорости выборки и продолжительности реализации определяют частотный диапазон и разрешающую способность при анализе исследуемых характеристик, а подаваемое на исследуемый объект усилие при точении резцом оправки измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра.

Изобретение относится к оборудованию для контрольных испытаний грузозахватных приспособлений на прочность без разборки последних. Стенд содержит вертикально расположенную пространственную раму, лебедку, силовой гидроцилиндр и насосную станцию.

Изобретение относится к устройству для контроля кольцевого уплотнителя, проходящего по поверхности барабана облопаченных дисков ротора. Устройство содержит каретку, имеющую по меньшей мере два направляющих колеса и несущую датчик, в рабочем положении обращенный к кромке проверяемого уплотнителя и расположенный на заданном расстоянии от нее.

Изобретение относится к технике, связанной с испытанием сопл, и может быть использовано при проведении модельных испытаний. Устройство содержит подводящий трубопровод, соединенный с ресивером, выполненным с возможностью разъемного соединения с испытываемым соплом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях посредством съемных фланцевых накладок и с возможностью опирания измерительными средствами на корпус ресивера, в котором подводящий трубопровод снабжен упругой вставкой.

Изобретение относится к испытательной технике и может применяться, в частности, для испытания и исследования зубчатых передач и редукторов при их изготовлении или в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности к способам определения долговечности дисков турбомашин путем моделирования в процессе стендовых испытаний эксплуатационных условий нагружения и поврежденности в критических зонах дисков турбомашин.

Изобретение относится к области измерения параметров механических колебаний и может быть использовано для бесконтактного измерения и непрерывного контроля амплитуды и частоты колебаний турбинных и компрессорных лопаток в эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к лабораторно-иснытательной технике, а именно к установкам для исследования и доводки вращающихся элементов конструкции машин, преимущественно, газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при комплексных исследованиях металлорежущих станков. Способ включает импульсное воздействие с заданными параметрами на испытательную поверхность исследуемого узла станка быстросменным элементом ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра с заданной массой, при этом подаваемое на исследуемый узел усилие измеряют с помощью пьезоэлектрического динамометра, подключенного к блоку обработки данных. Для имитации случайного импульсного воздействия на упомянутую испытательную поверхность воздействие осуществляют посредством упомянутого ударного устройства, на которое устанавливают дополнительный сменный элемент, выполненный с полостью, содержащей стальные шарики. Использование изобретения позволяет проводить исследования узлов станков при воздействии на них случайных импульсных воздействий. 1 ил.
Наверх